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【題目】如圖所示的電路中,R1、R2均為定值電阻,且R1=100Ω,R2的阻值未知,R3是一個滑動變阻器,在其滑片從最左端滑至最右端的過程中,測得電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線如圖所示,其中圖線上的A、B兩點是滑片在變阻器兩個不同的端點時分別得到的.求:

(1)電源的電動勢和內電阻;
(2)定值電阻R2的阻值;
(3)滑動變阻器R3的最大值;
(4)上述過程中R1上得到的最大功率以及電源的最大輸出功率.

【答案】
(1)解:由閉合電路的歐姆定律得:E=U+IR,將圖象中A、B兩點的電壓和電流代入得:E=16+0.2r和E=4+0.8r,解得E=20V,r=20Ω.

答:電源的電動勢為20V,內阻為20Ω;


(2)解:當R3的滑片滑到最右端時,R3、R1均被短路,此時外電路電阻等于R2,且對應于圖線上的B點,故由B點的U、I值可求出R2的阻值為:

答:定值電阻R2的阻值為5Ω;


(3)解:當R3的滑片置于最左端時,R3阻值最大.設此時外電路總電阻為R,由圖象中A點坐標求出:

,代入數據得滑動變阻器的最大阻值R3=300Ω.

答:滑動變阻器R3的最大值為300Ω;


(4)解:R3調到最大值時,R1、R3兩端的電壓達到最大值,R1消耗的功率也達最大.由于此時對應于圖上的A點,故電路中的總電流I=0.2A.R1兩端的最大電壓為UR1=E﹣I(R2+r)=15V,R1消耗的最大功率為: .當R3的滑片從最左端滑到最右端時,外電路總電阻從小于電源內阻r變至大于r,當外阻和內阻相等時,電源輸出功率最大,其值為

答:上述過程中R1上得到的最大功率為2.25W,電源最大的輸出功率為5W.


【解析】(1)根據外電路伏安特性曲線的物理意義,結合閉合電路歐姆定律,列方程組求解。
(2)根據題目中的已知,各用電器,之間的串并聯(lián)關系,根據歐姆定律,列式求解。
(3)滑動變阻器阻值最大時,外電阻最大,電流最小,由圖讀出電壓和電流,由歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值.
(4)電源輸出功率最大時,電路中內外電阻阻值相同。
【考點精析】本題主要考查了電功率和電功的相關知識點,需要掌握電流做功的實質是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功,電荷的電勢能減少,電勢能轉化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt,這是計算電功普遍適用的公式. ? 單位時間內電流做的功叫電功率,P=W/t=UI,這是計算電功率普遍適用的公式才能正確解答此題.

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,電源電動勢E=10V,內阻r=1Ω,R3=6Ω,當S1閉合S2斷開時,電流表示數為2A,電壓表示數為6V,求:(電壓表和電流表均看成理想電表)

(1)R1、R2的電阻值及電源的輸出功率;
(2)S1、S2均閉合后,流過R1的電流.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質量為m的物體靜止在傾角為θ的斜面上.關于物體之所以能靜止在斜面上,同學之間有不同的看法,你認為正確的是(  )

A. 物體所受的重力小于物體所受的摩擦力

B. 物體所受的下滑力小于物體所受的摩擦力

C. 物體所受的重力和彈力的合力小于或等于物體與斜面間的最大靜摩擦力

D. 物體所受的彈力和最大靜摩擦力的合力等于物體所受的重力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質量為m,小車和砝碼的總質量為M,實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小。

1)實驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細線與長木板平行.接下來還需要進行的一項操作是____

A.將長木板水平放置,讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

B.將長木板的一端墊起適當的高度,讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動

C.將長木板的一端墊起適當的高度,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動(2)實驗中要進行質量mM的選取,以下最合理的一組是____

AM=200g,m=10g、15g、20g25g、30g、40g

BM=200g,m=20g40g、60g、80g、100g120g

CM=400g,m=10g15g、20g、25g、30g、40g

DM=400gm=20g、40g、60g80g、100g、120g

3如圖是實驗中得到的一條紙帶,AB、CD、EF、G7個相鄰的計數點,相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出.量出相鄰的計數點之間的距離分別為:xAB=4.22cm、xBC=4.65cmxCD=5.08cm、xDE=5.49cm,xEF=5.91cm,xFG=6.34cm。已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則打D點小車的速度_______,小車的加速度a=___m/s2。(結果保留二位有效數字)

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【題目】如圖所示,是甲、乙兩物體從同一點開始做直線運動的運動圖像,下列說法正確的是(

A. y表示速度,則0t1時間內,甲的位移小于乙的位移

B. y表示速度,則t=t1時,甲的速度大于乙的速度

C. y表示位移,則t=t1時,甲的速度等于乙的速度

D. y表示位移,則0t1時向內,甲的位移小于乙的位移

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【題目】如圖所示,有一重力不計的方形容器,被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止狀態(tài),現(xiàn)緩慢地向容器內注水,直到將容器剛好盛滿為止,在此過程中容器始終保持靜止,則下列說法中正確的是(  )

A. 容器受到的摩擦力不變

B. 容器受到的摩擦力逐漸增大

C. 水平力F可能不變

D. 水平力F必須逐漸增大

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【題目】如圖所示是甲、乙兩物體從同一點出發(fā)的x-t圖像,對在0~4s這段時間內,兩物體運動情況判斷正確的是( 

A. 甲乙兩物體始終同向運動

B. 4s時甲乙兩物體之間的距離最大

C. 甲的平均速度大于乙的平均速度

D. 甲乙兩物體之間的最大距離為3m

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【題目】英國物理學家阿斯頓因質譜儀的發(fā)明、同位素和質譜的研究,于1922年榮獲了諾貝爾化學獎.若一束粒子(不計重力)由左端射入質譜儀后的運動軌跡如圖所示,則下列說法中不正確的是( )

A.該束粒子帶正電
B.速度選擇器的上極板帶正電
C.在B2磁場中運動半徑越大的粒子,質量越大
D.在B2磁場中運動半徑越大的粒子,比荷 越小

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【題目】根據《日經新聞》的報道,日本將在2020年東京奧運會開幕之前使無人駕駛汽車正式上路并且投入運營。高度詳細的3D地圖技術能夠為無人駕駛汽車提供大量可靠的數據,這些數據可以通過汽車內部的機器學習系統(tǒng)進行全面的分析,以執(zhí)行不同的指令。如下圖所示為一段公路拐彎處的3D地圖,你認為以下說法正確的是

A如果彎道是水平的,則無人駕駛汽車在拐彎時受到重力、支持力、摩擦力和向心力

B如果彎道是水平的,則無人駕駛汽車在拐彎時收到的指令應讓車速小一點,防止汽車作離心運動而發(fā)生側翻

C如果彎道是傾斜的,3D地圖上應標出內高外西

D如果彎道是傾斜的,3D地圖上應標出外西高內

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